氟树脂简介

氟树脂简介

1定义

分子结构中含有氟原子的一类热塑性树脂。氟树脂的主要品种有聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、聚氟乙烯（PVF）等。其中以聚四氟乙烯为主。

2性能

氟树脂具有优异的耐高低温性能、介电性能、化学稳定性、耐候性、不燃性、不粘性和低的摩擦系数等特性。聚四氟乙烯可以在260℃高温下长期使用，-268℃低温下短期使用。介电性能不仅优异，且不受工作环境、温度、湿度和工作频率的影响。在高温下也不与强酸、强碱和强氧化剂起作用，即使在“王水”中煮沸也无变化，故有“塑料王”之称。润滑性特别是自润滑性很好，对钢的静摩擦系数仅0.02，动摩擦系数0.03，自摩擦系数0.01。主要缺点是有冷流性，在负荷和高速条件下尺寸不稳定；刚性、耐磨和压缩强度较差，需加硫化钼和青铜粉等填料改性；耐辐照性和加工性不好。可熔性聚四氟乙烯不仅具有聚四氟乙烯的原有特性，而且高温机械性能（250℃拉伸强度为13MPa，而聚四氟乙烯为8.5MPa）和加工性能大为改善。聚三氟氯乙烯的特点是透明性、尺寸稳定性和粘接性好，但耐温性较差。聚偏氟乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物和乙烯-四氟乙烯共聚物都是机械强度好和韧性大的氟树脂，耐辐照性优良；聚偏氟乙烯还是压电性和热电性极好的功能材料。聚氟乙烯薄膜可耐大气老化30年以上。偏氟乙烯－六氟异丁烯共聚物可在280℃以上高温下长期使用，主要问题是价格昂贵，常温下发脆。

3国内外状况

1934年，德国的F.施洛费尔和O.舍雷尔研究成功的聚三氟氯乙烯，是氟树脂的第一个品种。

1938年美国杜邦公司合成聚四氟乙烯树脂，开发出“特氟龙”不粘涂料，它是将聚四氟乙烯（PTFE）以微小颗粒状态分散在溶剂中，然后以360-380oC的高温烧结成膜，该涂层可长期在-195--250oC下使用，其耐化学品性超过所有聚合物，主要应用于不粘涂层；如：不粘锅内涂膜、聚合反应釜内衬。

20世纪60年代，Elf Ato 公司开发出“Kynar500”为商标的聚偏二氟乙烯（PVDF）氟碳树脂，随后，被应用于氟碳涂料之中。它具有优良的耐候性、耐水性、耐污染性、耐化学品性，尤其用于建筑物的外部装饰有其他涂料无法相比的优点。但由于PVDF树脂不溶欲

普通溶剂，涂膜的形成需要230-250oC的高温烧结成膜，所以只能应用在有固定加工场所的、有烘烤设备的铝幕墙板、铝型材、彩钢板等耐高温的外墙装饰材料的基材上，限制了它的使用。

1982年，日本旭硝子公司开发出了氟烯烃-乙烯基醚共聚物（FEVE）树脂，该树脂在氟烯烃的基础上引进了溶解性官能团、附着性官能团、交联固化性官能团、促进流变性官能团，不仅秉承了氟树脂的所有优良品质，而且还具有在常温下溶解于芳烃、脂类、酮类等常规溶剂、常温下交联固化等性能。该树脂应用到氟碳涂料中，使得氟碳涂料的应用领域扩大到了不耐高温的PVC型材、塑钢型材、玻璃钢、有机玻璃等有机材质；无法进入烘箱的大型钢板、钢结构；需要现场施工的道路桥梁结构、建筑外墙；以及有色金属、玻璃材质、陶瓷制品、石头木器材质等等。

20世纪90年代中后期，水性氟碳乳液树脂又被成功应用于氟碳涂料之中。它的高耐候性、耐水性、耐污染性、耐化学品性与溶剂型氟碳涂料相比毫不逊色；它的环保性使它轻易突破了一些欧美国家的环保壁垒；它的易施工性使它的工、料费用甚至低于同样高品质的溶剂型氟碳涂料。水性氟碳涂料已经成为建筑涂料发展的主要方向。

4主要生产厂家

目前全球氟树脂生产厂家20多家，遍布世界十几个国家。2000年世界氟树脂生产能力约为10万吨，2005年生产能力稳步上升到12万-14万吨。目前世界氟树脂主要生产厂家有美国杜邦公司、英国ICI公司、美国阿托-菲纳公司、日本旭硝子和大金公司等，它们的年生产能力为3000吨至2万吨不等。国内生产氟树脂的企业主要有：上海三爱富、常熟中昊等，生产规模都在壮大之中。从国内外的比较看，国外在氟碳涂料行业的起步较早、产品工艺较成熟、市场运作较规范、应用经验较丰富、实验数据较健全。其中的典型代表有：PPG、大金、旭硝子等等。

国内的氟碳涂料行业起步较晚，但发展很快，在短短十几年的时间里，不仅开发出了国外已经应用很久的“特氟龙”不粘涂料、高温烘烤型PVDF涂料，而且还成功推广了FEVE 型可常温固化氟碳涂料。同时还紧紧抓住了目前世界上最潮流的水性环保氟碳涂料、各种功能性氟碳涂料。其中的典型代表有：上海衡峰氟碳材料有限公司的FC-S系列溶剂型氟碳涂料和FC-W系列水性氟碳涂料。

5氟碳涂料在国内外的应用

从“特氟龙”不粘涂料到现在，氟碳涂料已经广泛应用到各行各业的各个领域，下面从氟碳涂料最常用的几个领域进行讨论。

5.1氟碳涂料用于钢材

氟碳涂料在钢材领域的应用最早出现在彩钢板上，安装在厂房和仓库的顶部，由于它经久耐用，安装方便，色彩绚丽，很快在全球流行开来。全球钢结构建筑及产品领域的巨头——巴特勒，她所承接的彩钢板业务和建筑桥梁钢结构业务几乎都采用氟碳涂料涂层。上海浦东国际机场屋顶就采用氟碳涂料涂装的彩钢板。

在道路桥梁建设领域，对所有钢材的防腐要求都很高。据世界一些国家的统计，每年总腐蚀损失可占国民经济总产值（GDP）的2%-4%，美国与钢筋锈蚀有关的损失可占总腐蚀损失的40%，仅桥梁腐蚀破坏就占总腐蚀损失的20%。因此，2000年以后设计或改造的重点桥梁90%都指定用氟碳涂料进行涂装保护。例1：重庆嘉陵江大桥的钢梁，由于受酸雨影响，每年必须除锈和油漆一次，每次花费几十万元，从1993年使用氟碳涂料至1999年的6年时间里，涂膜完好，只有轻微的失光；例2：上海的卢浦大桥，造型美观，设计独特，一度曾是上海人民的骄傲，但是由于没使用氟碳涂料，正式使用还不到一年，桥面以大面积出现雨垢，严重影响了桥梁的整体美观。例3：采用上海衡峰FUVIT-B氟碳涂装系统的重庆大佛寺长江大桥，已使用2年多，钢梁和桥面都完好如初。

在建筑领域，尤其是高档建筑和厂房建筑，钢结构开始大量使用。为了保持长期的使用安全和美观，减少清洁和维护的费用，大部分设计师在设计时在外墙面和钢结构表面都指定使用氟碳涂料。成功案例有：采用上海衡峰FUVIT-ST系统的上海科技城、浦东国际机场、虹口体育场、上海虹桥机场，至今仍颜色绚丽、熠熠生辉。

在高架天线和电视塔的钢结构领域，氟碳涂料仍不可缺少。我国每年花在钢塔桅更新上的直接费用在千万以上，中央直属电台年平均金属防护费用约占总维护费用的10%，个别工程采用了氟碳涂料的耐候钢，其涂层费用约占钢结构造价的10%-25%，每年节约维修费用约10%。10年节约的费用可再建一座同样高塔。

5.2氟碳涂料用于混凝土

氟碳涂料在混凝土上的应用主要体现在建筑外墙上。美国、欧洲、日本等发达国家的建筑外墙已经逐步摒弃了瓷砖、马赛克等装饰材料，80%以上使用涂料进行装饰。其中氟碳涂料优异的综合性能和性能价格比，使它在超高建筑、标志性建筑、重点工程等方面具有无以伦比的竞争优势，随着水性氟碳涂料的开发和应用，它可喷涂，也可辊涂，又使它在施工方面的成本大大降低。这也是目前氟碳涂料市场的主要增长点。我国在建筑外墙领域，涂料的使用率很低，只有10%，氟碳涂料的使用就更少了。随着国家法规对瓷砖、马赛克、玻璃幕墙等建材的限制，涂料在建筑市场的份额将大幅攀升，预计，到2015年将达到60%以上。